Development of functionally graded aluminum matrix composite materials for defense industry applications
Savunma sanayii uygulamaları için fonksiyonel dereceli alüminyum matriksli kompozit malzemelerin geliştirilmesi
- Tez No: 595309
- Danışmanlar: PROF. DR. ALİ KALKANLI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Seramik Mühendisliği, Savunma ve Savunma Teknolojileri, Metalurji Mühendisliği, Ceramic Engineering, Defense and Defense Technologies, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Fonksiyonel dereceli malzemeler (FDM) tüm malzeme boyunca kademeli yapı ve kompozisyon değişimine sahip olan ileri kompozit malzemelerdir ve yapının değiştirilmesi ile birçok farklı özellikler yakalanabilir. Bundan dolayı, birçok uygulama alanına sahiptirler. Bu çalışma savunma sanayi uygulamaları için fonksiyonel dereceli alüminyum matriksli kompozit malzmelerin geliştirilmesini amaçlamaktadır. İlk olarak, alümina (Al2O3) ve olivinden ((Mg,Fe)SiO4) gözenekli seramik pellet ve preformlar geleneksel presleme ve sinterleme prosesleri ile FDM'nin ön tabakası için üretilmiştir. Farklı sinterleme sıcaklıklarının, farklı tane boyut oranlarının (olivin için) ve farklı metal toz ilave oranının (alumina için) peletlerin görece yoğunluklarına etkisi ölçülmüştür. Ikinci olarak, gözenekli preformlar yüksek dayançlı AA7075 (Al-Zn-Cu-Mg) ile metal infiltrasyon yöntemi kullanılarak infilte edilmiştir. Üçüncü olarak, eriyik karıştırma ve sıkıştırma döküm yöntemleri ile FDM'nin arka plakası için AA7075 (Al-Zn-Cu-Mg) matriks malzemesi olarak, ve olivin 5-7,5-10 ağ. % takviye malzemesi olarak kullanılarak metal matriksli kompozit malzemeler (MMK) üretilmiştir. Bazı MMK'lara mekanik özelliklere etkisini görmek için T6 ısıl işlemi yapılmıştır. Tüm numuneler mekanik, fiziksel ve mikroyapısal olarak karakterize edilmiştir. Peletlerin yoğunluk ölçümlerinde farklı sinterleme sıcaklıkları, farklı tane boyut oranları ve farklı metal ilaveleri ile görece %38 ile %87 yoğunluklar elde edilmiştir. MMK'lara uygulanan T6 ısıl işlemi hem eğme dayanımına hem de sertlik özelliklerini iyileştirmiştir. Maksimum sertlik değeri ısıl işlem görmüş ağ. %10 olivin içeren MMK'dan elde edilmiştir (183 HB). Maksimum eğme dayanımı ağ. %5 olivin içeren ısıl işlem görmüş MMK'dan elde edilmiştir (636 MPa). Metal infilte edilmiş preformlardan maksimum sertlik 1400 °C'de sinterlenmiş alümina preformdan 458 HB olarak ölçülmüş ve maksimum eğme dayanımı 1250 °C'de sinterlenmiş olivine preformdan 487 MPa olarak ölçülmüştür. Bu çalışma ile olivin ilk kez başarılı bir şekilde MMK ve preform infiltrasyon çalışmalarında kullanılmış olup, farklı yoğunluklarda gözenekli seramik preformlar değişken proses ve malzeme parametreleri ile FDM için başarılı bir şekilde üretilmiştir.
Özet (Çeviri)
Functionally graded materials (FGMs) are advanced class of composite materials that have a gradual change in composition and structure over the entire material and many different properties can be obtained by altering the structure. Therefore, they have many different application areas. This study aims to develop functionally graded aluminum matrix composite materials for defense applications. Firstly, porous ceramic pellets and preforms, made of alumina (Al2O3) and olivine ((Mg,Fe)SiO4), were produced with conventional pressing and sintering processes for frontal layer of FGM. Effect of different sintering temperatures, different particle size fractions (for olivine) and different amount of metal powder addition (for alumina) on relative densities of pellets were measured. Secondly, porous ceramic preforms were infiltrated with high strength aluminum alloy AA7075 (Al-Zn-Cu-Mg) by using metal infiltration method. Thirdly, metal matrix composites (MMCs) were produced by melt stirring and squeeze casting methods for backing layer of FGMs using AA7075 (Al-Zn-Cu-Mg) as matrix material and olivine 5-7.5-10 wt. % as reinforcement material. Some of MMCs were T6 heat treated to observe the effect of heat treatment on mechanical properties. All samples were characterized mechanically, physically and microstructurally. Density measurements of pellets showed that from 38 % to 87 % relative densities were achieved with different sintering temperatures, particle fractions and metal alloy addition. T6 heat treatments increased both hardness and flexure strength properties of MMCs. Maximum hardness was measured from 10 wt.% olivine reinforced MMC as 183 HB and maximum flexure strength was measured as 636 MPa from 5 wt.% olivine reinforced MMC. In melt infiltrated preforms maximum hardness was measured as 458 HB from melt infiltrated alumina preforms sintered at 1400 °C and maximum flexure strength was measured as 487 MPa from melt infiltrated olivine preforms sintered at 1250 °C. Olivine as a reinforcement material in MMC and as a preform in melt infiltration process was used successfully with this thesis study for the first time in the literature. By changing process and material parameters preforms with different densities were produced for FGM layers.
Benzer Tezler
- Ovulasyon indüksiyonu tedavisinde folliküler gelişimin ultrasonografik takibi
Başlık çevirisi yok
MERİH BAYRAM
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
1987
Kadın Hastalıkları ve DoğumGazi ÜniversitesiKadın Hastalıkları ve Doğum Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MÜLAZIM YILDIRIM
- Makro besin elementlerinin (NPK) İzmir'de Mayıs ayında açığa dikilen 4-6 cm çevre büyüklüğündeki Gladiolus cinsine ait“hunting song”ve“Novalüx”kültür çeşitlerinin yumrularının gelişmeleri üzerine etkileri
Başlık çevirisi yok
TAHA ALİ AMEN
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
ZiraatEge ÜniversitesiPeyzaj Mimarlığı Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ADNAN HATİPOĞLU
- Sanayi politikaları ve planlı dönemde imalat sanayine etkileri
Başlık çevirisi yok
AHMET CAFOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
EkonomiGazi ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YALÇIN EROL
- Pulmoner hipertansiyon etyopatogenezinde prostasiklin ve lökotrien C4'ün rolü
Possible role of leukotrien C4 and prostacyclin in the development of pulmonary hypertension
ÜLKÜ AYBERK
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
1987
Çocuk Sağlığı ve HastalıklarıGazi ÜniversitesiÇocuk Sağlığı ve Hastalıkları Ana Bilim Dalı